哈爾濱工業(yè)大學(xué)超精密光電儀器工程研究所所長、博導(dǎo)譚久彬院士撰文認(rèn)為,建設(shè)世界科技強(qiáng)國,首先必須建設(shè)世界儀器強(qiáng)國。
譚院士在文中提出,建設(shè)世界儀器強(qiáng)國的必要性與緊迫性,我國儀器科學(xué)與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,建設(shè)世界儀器強(qiáng)國面臨的三大挑戰(zhàn),建設(shè)世界儀器強(qiáng)國必須完成的四大任務(wù)等。下面一一詳細(xì)闡釋。
一、建設(shè)世界儀器強(qiáng)國的必要性與緊迫性
(一)重大儀器發(fā)明會(huì)促進(jìn)重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)和基礎(chǔ)研究突破
世界科技強(qiáng)國一定是基礎(chǔ)研究強(qiáng)國,基礎(chǔ)研究強(qiáng)國一定是測量與儀器強(qiáng)國。門捷列夫說:“科學(xué)是從測量開始的”,“沒有測量就沒有科學(xué),至少是沒有精確的科學(xué)、真正的科學(xué)”,“測量是科學(xué)的基礎(chǔ)”。儀器是測量的載體,是實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)與基礎(chǔ)研究突破的手段。截至2017年,諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)、化學(xué)獎(jiǎng)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目總數(shù)為371項(xiàng),獲獎(jiǎng)總?cè)藬?shù)為594人;直接因測量科學(xué)研究成果或直接發(fā)明新原理儀器而獲獎(jiǎng)的項(xiàng)目總數(shù)為42項(xiàng)(占11.3%),總?cè)藬?shù)為64人(占10.8%),如電子顯微鏡、質(zhì)譜儀、CT斷層掃描儀、掃描隧道顯微鏡、超分辨熒光顯微鏡、冷凍電鏡、激光干涉儀等;同時(shí),72%的物理學(xué)獎(jiǎng)、81%的化學(xué)獎(jiǎng)、95%的生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)都是借助于相關(guān)尖端儀器完成的。
因發(fā)明高分辨率核磁共振儀器而獲諾貝爾獎(jiǎng)的理查德·恩斯特(R.R.Ernst)說:“現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)步越來越依靠尖端儀器的發(fā)展?!?/span>
(二)高端精密儀器是科技產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)
儀器科學(xué)與技術(shù)對現(xiàn)代科技產(chǎn)業(yè)、國家安全、人類健康、環(huán)境保護(hù)和社會(huì)生活等各個(gè)方面有序進(jìn)行與發(fā)展的支撐作用越來越大。儀器技術(shù)與工程支撐的是整個(gè)現(xiàn)代科技產(chǎn)業(yè)、國家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)管理。王大珩院士對測量儀器的作用曾有過高度概括:“儀器儀表是科學(xué)研究的先行官,工業(yè)生產(chǎn)的倍增器,軍事上的戰(zhàn)斗力,社會(huì)生活中的物化法官?!?0世紀(jì)90年代初,美國商務(wù)部所屬的美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明:為保證產(chǎn)品制造質(zhì)量和實(shí)施有效控制,每天要進(jìn)行2.5億次測量。在制造領(lǐng)域,只有通過測量,才能知道產(chǎn)品哪里不合格;只有通過大量測量數(shù)據(jù)的積累,才能找到產(chǎn)品不合格的根源;只有建立起基于在線傳感與儀器的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),才能建立起智能裝備和智能工廠,才能實(shí)現(xiàn)智能制造;只有建立起面向先進(jìn)制造的完整的計(jì)量測試體系和儀器體系,才能從根本上解決困擾我國幾十年的“四基問題”(即基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)零部件和質(zhì)量技術(shù)基礎(chǔ)),才能從根本上形成高端裝備制造能力。在國防領(lǐng)域,沒有偵測儀器,就不能發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確定位敵方目標(biāo);沒有精準(zhǔn)的導(dǎo)航制導(dǎo)儀器,就無法實(shí)施精確打擊。在醫(yī)療領(lǐng)域,沒有精準(zhǔn)的診療儀器,就無法實(shí)施精準(zhǔn)醫(yī)療。在環(huán)保領(lǐng)域,沒有成千上萬的分布式傳感器,就無法及時(shí)準(zhǔn)確地獲取環(huán)保監(jiān)測息。同樣,沒有遍布于城市水、電、氣、交通等設(shè)施和千家萬戶的各類網(wǎng)絡(luò)化傳感器,就無法實(shí)時(shí)獲取海量監(jiān)測信息,平安城市、幸福城市和智慧城市就無法實(shí)現(xiàn)。
(三)高端精密儀器的創(chuàng)新是驅(qū)動(dòng)和引領(lǐng)科技創(chuàng)新發(fā)展的原動(dòng)力